[科普中国]-电子分布

氢原子是单电子原子，也就是说，氢原子核外只有一个电子。其余元素的原子，其电子数都超过一个，例如钠原子核外有11个电子。在原子核外电子的数目和分布是有一定规律的，各电子层上电子的数目，电子层上的电子数与电子层的关系为2n的平方，通常人们也称第1层为k层，第2层为L层，第3层为M层，第四层为N层。依此类推。

分布原理根据原子光谱实验的结果和对元素周期系的分析、归纳，总结出核外电子分布的基本原理。

（1）泡利（Pauli）不相容原理

在同—原子中，不可能有四个量子数完全相同的电子存在。每—个轨道内最多只能容纳两个自旋方向相反的电子。

（2）能量最低原理

多电子原子处在基态时，核外电子的分布在不违反泡利原理的前提下，总是尽先分布在能量较低的轨道，以使原子处于能量最低的状态。

（3）洪特（Hund）规则

原子在同—亚层的等价轨道上分布电子时，将尽可能单独分布在不同的轨道，而且自旋方向相同（或称自旋平行）。这样分布时，原子的能量较低，体系较稳定。1

电子能级原子轨道的能量主要与主量子数（n）有关。对多电子原子来说（除H外其它元素原子的统称），原子轨道的能量还与副量子数（Z）和原子序数有关。

原子中各原子轨道能级的高低主要根据光谱实验确定，但也可从理论上去推算。原子轨道能级的相对高低情况，若用图示法近似表示，就是所谓近似能级图。在无机化学中比较实用的是鲍林（Pauling）近似能级图。

某元素只要根据其原子光谱中的谱线所对应的能量，就可以作出该元素原子的原子轨道能级图。

在图中每一个小圆圈代表一个原子轨道。每个小圆圈所在的位置的高低就表示这个轨道能量的高低（但并未按真实比例绘出）。图中还根据各轨道能量大小的相互接近情况，把原子轨道划分为若干个能级组（图中实线方框内各原子轨道的能量较接近，构成一个能级组）。“能级组”与元素周期表的周期是相对应的。

从图可以看出：

（1）各电子层能级相对高低为K